无线报警器误报警原因分析

  

    虽然在报警器有多种造成误报警的因素,但是,从技术的角度上来说:任何复杂的防盗报警器,通过提高可靠性和抗干扰性设计的办法,都能达到每年不超过4次误报警的美国UL标准。

本网店展示的有线防盗报警器系统如下的开发过程遇到的问题值得借鉴和参考:

  1、设计方案:为了避免电磁波的干扰而出现误报警问题,我们的技术方案不采用无线技术。与报警主机相连网的255个用户终端都没有任何无线接收电路。这样,整个报警系统不太可能会受到空中电磁波干扰而出现误报警问题。
  2、实验测试条件:按既定功能完成样品机的工作后,为了尽量模拟出实际使用的环境,我们不是在实验室里做老化和运行实验,而是免费为两家单位分别安装了一套样品机。不过只有1、127、255号3个终端用户配备了防盗传感器。
  3、出现的问题:1号样品机在安装第3天就出现了误报警,但报警主机显示报警的不是3个安装了防盗探测器的用户终端而是其他终端编号--这说明误报警不是由防盗探测器引起的而是系统本身的原因。
  4、问题锁定失误一:难道空中的电磁波不但可以干扰有无线接收电路的用户终端;还可以干扰到用户终端的一般电子电路?从理论上来说这也是有可能的。为了证实这个疑问,我们断开了报警主机与所有报警终端的连接。但第3天误报警照样发生了!这说明误报警的源点在报警主机自身。
  5、问题锁定失误二:如果误报警源点是报警主机自身,那么相同的另一个2号实验样品机在连接着255个报警终端;其中有3套防盗探测器的情况下,为什么运行了半个多月也没有发生误报警呢?难道1号报警主机附近有强功率的电磁波干扰源?于是我们采用金属层把整个报警主机的电子电路全部屏蔽起来!但结果是:开机的第二天仍然发生误报警现象!这说明干扰1号报警主机产生误报警的源点不是空中的电磁波而是另有干扰源点。
  6、问题终于锁定:通过以上过程,既然排除了电磁波是1号样品机出现误报警的源点,那么唯一的干扰源点就是来自市电电源本身了?但是,我们在设计的时候已经根据电子电路设计的要求设置了滤波电路的呀,为什么2号样品机并没有出现误报警问题呢?当我们在查找资料寻找解决办法时;终于在一篇介绍抗干扰性设计的资料中受到启发后,1号样品机产生误报警的源点也准确锁定:在距离1号样品机大约200米的位置有一个工厂,那个工厂里许多大功率机器设备的使用产生的“噪音干扰”通过供电线路传播干扰到1号样品机。
  7、问题解决的过程:为了使1号样品机过滤掉那个工厂给供电线路造成的杂波干扰(技术上称噪音干扰),我们在1号样品机中又增加了两级自行设计的滤波电路,但是因为效果不明显,最终还是花了30元左右购买了专业生产厂的滤波器彻底解决了问题。
  8、实验结果比较:在1号样品机没有增加滤波器前,平均不到3天的时间就发生一次误报警。1号样品机增加滤波器后,为了比较两个样品机的运行效果,2号样品机并没有增加滤波器。三个月之后的结果是:原来频繁出现误报警的1号样品机再没有发生误报警;2号样品机在三个半月的运行中只发生了1次误报警。
  9、经验总结:在电力部门的技术人员中普遍承认:中国的电力供电网不如西方先进国家的供电网“干净”--也就是说:在我国的供电线路里除了50HZ的正弦波外,还掺杂着更多的其它杂波。这些杂波对电子电路的干扰一般被称为“噪音干扰”。这些噪音干扰除了能使所有用电客户多交少许的电费外,也能使所有的电器设备和家用电器的效率降低(例如:可以使50W的灯泡发不出50W的烛光亮度来)。除此之外,这些噪音干扰对一般运行中的设备和家用电器并不造成明显的影响,即便是有些影响,例如你的灯泡瞬间闪了一下;你看电视的时候画面产生了一个瞬间的模糊和变形等,你也不会在乎的。如果其它家用电器出现这种瞬间的异常情况,人们根本就不容易觉察到。但是,这些电力线路上出现的这些瞬间的噪音干扰,对运行着的防盗报警器来说,就有可能触发一次误报警的产生。我们的1号样品机在没有增加滤波器之前频繁发生的误报警就是一个证明。所以,判断一套防盗报警器是否容易产生误报警,看它的滤波电路设计的如何也是一个重要的方面。

  来源于电力线路的“噪音干扰”通过增加滤波器的方法是可以排除,而来源于空中电磁波的干扰就不是那么容易排除的了,因为在电路中增加金属屏蔽层是一种抗电磁干扰的常规手段,所以,判断一套无线防盗报警器抗干扰能力高低,看它的电路是否有金属屏蔽层也是一个重要方面。

 在谈到了电力供电线路里的“噪音干扰”能引发防盗报警器误报警的问题。危害更大从而也更应该值得注意的是另一种来源于空中的噪音干扰既电磁波辐射!这种电磁波辐射对无线防盗报警器造成的干扰,更容易引起误报警事件的发生。

  无线防盗报警器比有线防盗报警器更容易产生误报警的问题已经在业内是个不争的事实了。当然,几乎所有商家在消费者面前绝对不会主动谈“误报警”这个话题的。即便是少数消费者首先表现出对误报警的担心,商家们也总是以“采用先进的无线编解码技术”的说法来支持“不会产生误报警”的说法。为了验证这个说法;也为了掌握第一手的资料,笔者曾在同行之间通过朋友关系筹集了3套有线防盗报警器和3套无线防盗报警器做了如下的观察实验:

  1、实验条件:6套防盗报警器全部安装在一个房间里;并且全部不安装任何防盗探测器,所以从理论上6套防盗报警器都不应该产生报警。
  2、实验结果:在三个月之后,3套有线防盗报警器没有发生报警,而另外3套无线防盗报警器分别都发生了次数不一的报警现象。
  3、实验结论:在3套有线防盗报警器都没有发生报警的情况下可以断定:另外3套无线防盗报警器发生的报警显然全部都是电磁波干扰的结果。
  为什么无线防盗报警器比有线防盗报警器容易受到空中电磁波的干扰而出现误报警呢?原因在于前者比起后者的处理器中多了一个无线接收电路--这就等于向空中的电磁波干扰敞开了一个可以进入的大门!而笼罩在空中的电磁波其发生源并不仅是有关部门批准分配好的那些特定频率的广播电台、电视台和无线通讯收发传播站等。一辆汽车的点火发动、太阳黑子的爆破、电器设备的启动、自然界的雷电、电焊机工作等等;都是可以向空中释放电磁波的。而这些电磁波发生源向空中发出的电磁波不但频率无常,而且当遇其它空中电磁波和遇建筑物折射成为一种泄波的时候,这些杂乱无章的电磁波对设有无线接收电路的电子产品干扰范围是很宽的。

例如下的一些现象就能说明电磁波对无线接收电路造成的干扰:

  1、对电视机的干扰:如果一台电视机不是采用专门的有线线路来接收电视节目,而是靠自身的天线直接接收空中传递过来的电视节目,那么,一些经常在临近街道的房间里看电视并细心观察的人就会发现:一辆汽车的发动或者奔驶而过,有时候也能造成电视机画面瞬间的混乱。原因是汽车的火花塞和发动机系统的工作能向空中释放了电磁波。
  2、对收音机的干扰:有时候收音机瞬间出现的噪音多半不是广播电台设备的原因,而是受到了空中电磁波干扰的结果。
  3、对手机的干扰:手机和小灵通在通话过程中的“断线”现象多半也是因为受到其它电磁波干扰的结果。
  4、对飞机的干扰:禁止乘客在乘坐飞机时使用手机就是因为手机发出的电磁波有可能干扰到飞机通讯电路的正常工作。
  5、对汽车防盗报警器的干扰:媒体中常有汽车防盗报警器无端发出的报警声音引起邻里纠纷的报道。虽然汽车报警器发出的报警声音多数是因为人为的因素引起的,但是,肯定也有因电磁波干扰而造成的,因为在汽车防盗报警器里有一个无线接收电路。

  既然电磁波的干扰可以使电视画面瞬间混乱;使收音机出现噪音;使通话中的手机断线等,那么,电磁波的干扰能使无线防盗报警器出现误报警的现象也就容易理解了。以上“在三个月之后,3套有线防盗报警器没有发生报警,而另外3套无线防盗报警器分别都发生了次数不一的报警现象”的实验结果也说明了问题。

  为什么无线防盗报警器采用了“先进的无线编解码技术”仍然也会受到其它电磁波的干扰而出现误报警呢?要分析这个问题首先从如下的图片谈起:



    在“如果电磁波是可见的情形”的图片画面里;我们看到的是一个笼罩在各种电磁波环境下的一个城市一角的场景。值得注意的是:在这幅图片中显示的只是一个静态的场景,而实际上不但生活在这个城市里的人群在不断地活动,电磁波也在不断地变化着,而这些不断变化着的电磁波一旦与安装在这个环境里的某套无线防盗报警器的无线接收电路产生“对应效应”后,误报警就必然发生。所以,无线防盗报警器受到电磁波干扰而容易出现误报警可以从如下两个方面来理解:

  1、对应关系因素:无线防盗报警器基本工作模式是:前端的探测器探测到需要报警的“情况”后,通过自身的无线发射电路向空中发出一串带编码的电磁波;后端处理器中的无线接收电路接收到这串带编码的无线信号并经过解码后开始报警--这类似钥匙与锁的关系:前端的无线发射电路向空中发出的那串带编码的电磁波是钥匙,而后端无线接收解码电路就是锁。虽然在设计上要打开这把锁的钥匙是与之配套的那些前端的无线发射电路向空中发射的那串带编码的电磁波。但是,在空中的电磁波每秒钟都会发生多次杂乱无章的组合变化中,一旦某种组合对应了这把锁,误报警的情况就会发生。
  2、电磁波强度因素:乘坐飞机时禁止使用手机并不是因为手机发出的电磁波与飞机通讯系统中的无线接收电路的频率和编码相同而产生对应关系,而是因为手机作为一种电磁波的发射源距离飞机越近,对飞机通讯系统中的接收电路的电磁干扰强度就越大。当一种频率的电场强度超过了另一种频率的接收电路抗干扰强度加之泄波的作用,就有可能对另一种频率的接收电路产生“击穿”效果。所以,当空中出现一个瞬间的强大电磁波(例如:雷电、太阳黑子爆破、靠近防盗报警器的地方有电焊机工作等)情况下,也有可能引起无线防盗报警器的误报警发生。

还有其他原因有:

  1、设计水平因素:对电子产品来说,虽然采用同一种电路,但因电路板的线段、元件放置的位置等不同因素,也会影响到产品的可靠性和抗干扰性的,这是与设计者的经验和水平有关的问题。
  2、元件质量因素:有些电子元件因质量不同价格差别也是很大的。据说我国的神舟6号采用的电子元件比一般电子元件的价格能高出很多倍呢。有些质量差的电子元件,随着冬天、夏天等温度的变化而变化出现的“漂移”现象或者快速“老化”等原因,也会造成防盗报警器的误报警现象发生,如果生产厂家为了降低生产成本而选用价格低的电子元件,那么,误报警的问题也就容易出现。
  3、生产性因素:只有经过生产中多个环节才能把一个个电子元件组合成防盗报警器,如果在某个环节质量管理不善;把关不严;那么也容易使防盗报警器在使用中产生误报警问题。
  4、质量检测因素:对一些电路比较复杂的防盗报警器,出厂前都应该经过严格的质量检测甚至老化测试的。如果简化甚至省掉了这个环节,那么误报警器的问题同样也容易发生。
  5、安装不当因素:防盗报警器在安装的时候也涉及到一定的要求,如果安装不符合要求也容易使防盗报警器在使用中产生误报警。
  6、外界干扰因素:有些外界干扰是可见的或者是因果关系明显的,所以也是可以避免的。而有些例如太阳黑子的爆破、电磁波的干扰等却是不可见的,要避免这类干扰而出现的误报警问题,除了提高产品内在的抗干扰性和可靠性外设计外,恐怕没有别的好办法了。
  对于有线防盗报警器来说,如果处理器部分既报警主机部分电路设计的可靠性高,那么,它的误报警根源只能来自于前端的探测器这一个方面,也就是说;只有当前端的探测器受到非人为因素的干扰而确实输出了一个报警信号后才能引发误报警。但是,对于无线防盗报警器来说,它的误报警可以来自于探测器和处理器两个方面。因为它的处理器自身就有一套无线接收电路,而这套电路不但可以接收到来自探测器部分的报警信号;也可以接收到其它信号


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